Razlika med servomotorji in koraknimi motorji

Servomotorji in korakni motorji sta oba pogosta električna izvajalca, ki se uporabljata za natančno krmiljenje položaja, hitrosti in navora. Imata bistvene razlike v strukturi, delovnem principu in lastnostih delovanja.
I. Delovni princip in struktura
Servo motor:
Struktura: Sestavljen je iz motorja (običajno sinhronski motor z trajnim magnetom), senzorja za natančno določanje položaja (npr. kodirnik) in gonilnega regulatorja, kar tvori zaprto zanko.
Načelo delovanja: Gonilnik prejme zaporedje impulzov in smer signalov iz nadzornika ter s tem poganja motor, da se vrti. Kodirnik na zadnjem koncu gredišča motora zazna položaj in hitrost rotorja v realnem času ter signale posreduje nazaj do gonilnika. Gonilnik primerja povratni signal s signalom ukaza, izračuna napako in prilagodi izhod, da odpravi to napako.
Korakni motor:
Zgradba: Sestavljena iz telesa motorja (z večfaznimi navitji na statorju in trajnim magnetom ali reaktivnim jedrom rotorja) in odprtega krmilnika.
Načelo delovanja: Gonilnik prejme impulzne signale in zaporedno napaja navitja posameznih faz motorja, kar povzroči, da se rotor vrti po korakih za določen kot (korak). Delovanje ne uporablja povratne informacije o položaju in gre za nadzor v odprti zanki.
II. Način krmiljenja
Servo motor: Uporablja se zaprta zanka krmiljenja. Sistem neprestano prejema povratne informacije za pravočasno popravljanje, kar zagotavlja, da je izhod v skladu s ukazom.
Korakni motor: Uporablja odprto zanko krmiljenja. Ko sistem izda ukaz, predpostavi, da je motor ukaz natančno izvedel, brez mehanizma za preverjanje povratnih informacij.
III. Primerjava lastnosti delovanja
Značilnosti navora:
Servo motor: Ima konstantno značilnost izhodnega navora in lahko znotraj območja nazivne hitrosti oddaja nazivni navor. Ima tudi zmogljivost za preobremenitev in lahko navadno kratkotrajno odda 2–3-kratni nazivni navor.
Korakni motor: Izhodni navor močno upada z naraščanjem vrtilne frekvence. Nima zmogljivosti za preobremenitev. Če obremenitveni navor preseže največji držni navor motorja, pride do izpadanja.
Obseg hitrosti in stabilnost:
Servo motor: Deluje gladko pri nizkih hitrostih, ima odlične lastnosti pri visokih hitrostih in širok razpon nastavitve hitrosti, do več kot 1:5000.
Korakni motor: Pri nizkih hitrostih je nagnjen k vibracijam. Pri visokih hitrostih se navor hitro zmanjša in učinkovit delovni razpon hitrosti je relativno omejen.
Natančnost in napaka:
Servo motor: Njegova natančnost je odvisna od ločljivosti kodirnika. Sistemska napaka (razlika med ukazom in povratno informacijo) je prehodna in jo zaprto krmilno vezje v resničnem času popravi. Kumulativnih napak ni.
Korakni motor: Natančnost je odvisna od koraknega kota motorja. Obstaja kumulativna napaka, kar pomeni, da se napaka posameznega koraka postopoma kopiči. Pri preobremenitvi motor izgubi sinhronizacijo, kar povzroči napake v položaju.
Odzivne lastnosti:
Servo motor: Hitra odzivnost, odlične lastnosti pospeševanja, primeren za aplikacije, ki zahtevajo hitro zagon/ustavitev in dinamične spremembe obremenitve.
Korakni motor: Počasna odzivnost, slaba zmožnost zagona pri visokih hitrostih in dolg čas pospeševanja.
Vibracije in hrup:
Servo motor: Tekoče deluje z nizkim hrupom, še posebej pri nizkih hitrostih.
Korakni motor: Ima vgrajene težave z vibracijami in hrupom, ki so še posebej opazne v bližini resonančne točke.
IV. Uporabni scenariji
Servo motor: Primeren za aplikacije, ki zahtevajo visoko natančnost, visoko hitrost, visok dinamični odziv in preobremenitev navora. Primeri vključujejo industrijske roboti, CNC stroje, napredno avtomatizacijsko opremo ter področja letalstva in vesolja.
Korakni motor: Primeren za poceni rešitve, srednje do nizke hitrosti, stabilne obremenitve in scenarije z nizkimi zahtevami po gladkosti pri aplikacijah z odprtim krogom. Primeri vključujejo 3D tiskalnike, namizne CNC stroje, skenerje in pisarniško avtomatizacijsko opremo.
V. Stroški in zapletenost
Servo motor: Sistem je zapleten (vključuje motor, kodirnik z visoko ločljivostjo in napreden gonilnik) in ima visoke stroške.
Korakni motor: Preprost sistem, nizki stroški, enostavna namestitev in odpravljanje napak.
Izbira je odvisna od splošnih zahtev določene aplikacije glede zmogljivosti, natančnosti, dinamičnega odziva in stroškov.